JP5926595B2 - ガス遮断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス遮断装置におけるセンサ異常によって遮断した後の復旧方法に関するものである。

従来、この種のガス遮断装置は、所定のセンサ異常を判定すると弁を遮断し、所定期間内に所定のセンサ異常解除操作を行うことで復帰操作による復帰が可能としている（例えば、特許文献１参照）。

図３は、特許文献１に記載された従来のガス遮断装置のブロック図を示すものである。図３に示すように、従来のガス遮断装置は、流量検出部１４と、流量算出部１５と、異常流量判定部１７と、センサ異常判定部１８と、弁駆動部１９と、弁２０と、復帰入力部２１と、センサ異常解除入力部２２から構成されている。

図３において、流量検出部１４は、所定の測定方法で検出した流量信号ａ（例えば伝搬時間等）を出力する。

流量算出部１５は、流量信号ａから流量ｂを算出し、流量の積算や保安機能に使用する。

センサ異常判定部１８は、流量信号ａを受け取ると、流量信号ａの持つ情報と予め保持している判定値と比較し流量信号ａが想定外の範囲になった時センサ異常と判定して弁閉信号ｃを出力する。併せて流量信号ａの情報より装置の故障による定常的な異常か、ガスへの空気混入等による一過的な可能性のある異常かを判定し、一過的な可能性のある異常の場合はセンサ異常解除信号ｆを出力する。

センサ異常解除入力部２２は、センサ異常解除信号ｆを受け取り、外部より異常解除入力（図示せず）を受け付けると弁開信号ｇを出力する。

流量検出部１４は、例えば超音波センサで構成され、流量計測は超音波センサの送受信を切り替えて、超音波を上流側から下流側への伝搬と、下流側から上流側への伝搬を切り換えながら伝搬時間の計測を行い、それぞれの伝搬時間の時間差から流速を求め、固定されたガス流路の面積との積よりガスの流量を求める構成になっている。

なお、送信側の超音波センサから出力された超音波（送信波形）を受信側では図５の受信波形に示すような波形として取得し、電圧Ｖのレベルを３波目が超えてその後に初めてゼロクロスする時点（Ｚ）を時間Ｔとして測定している。そして、この伝搬時間Ｔ０は、時間Ｔから受信開始点（Ｃ）からゼロクロス点（Ｚ）までの時間Ｔａを引いて求めることができる。

例えば、センサ異常判定部１８は送信側より超音波を送信後、所定時間以内に受信側で信号が検出されない状態が継続した時センサ異常を判定し、発生した異常がセンサの送信異常或いは受信異常の故障が想定されるためセンサ異常解除信号ｆは出力しない。

また、熱量転換時やガス遮断装置の設置・交換時にガス配管中に空気が混入した場合、ガスと空気では図５に示す受信波形の波高値が異なる。時間Ｔの測定は受信波形の３波目（Ｂ）が電圧Ｖレベルを超えたその後のゼロクロス（Ｚ）までの時間を基点に測定しているため波形全体が適正な大きさでなければ異常な流速を測定することとなるため、波形の最大ピーク（Ａ）が電圧ＶＨから電圧ＶＬの間に入るよう都度ゲインを補正し、波形の３波目が常に初めて電圧Ｖのレベルを超えるようにしている。なお、混入した空気中を超音波が通過したときの受信波形の波高値は小さくなるためゲインの調整値は大きくなる。

センサ異常判定部１８は、ゲインの調整値が所定値を超えることが所定時間継続した時センサ異常を判定し、発生した異常が空気の混入と想定されるためセンサ異常解除信号ｆを出力する。

また、図４に示すように、センサ異常判定部１８が、ゲイン調整値が判定値Ｇ１を超えた場合異常と判定し、この異常判定の要因が空気の混入と想定し、弁２０を閉じ、センサ異常解除信号ｆを出力した（ｔ１）場合、センサ異常解除入力部２２により解除入力を受付けた（ｔ２）後、弁２０を開けた後所定時間ｔ以内（例えば１時間）に同じセンサ異常の状態が解消されない（即ち、ゲイン調整値が判定値Ｇ２以上）と判定した時、装置の故障が想定されるためセンサ異常解除信号ｆは出力せず所定時間ｔが経過した時点で遮断を行っている（ｔ３）。

特開２０１０−２１６７２５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、例えば地震や洪水等の自然災害によってガス管やメータ内部やメータ内流路に水や泥などが侵入した場合、応急的に水や泥を排除できたとしても、異常発生時には複合的な原因が考えられるため、センサ異常判定部１８が検出するセンサ異常が装置の故障による異常と、空気が混入した一過性の異常とを切り分けることは非常に困難であるという課題を有していた。

また、仮に装置の故障による異常と、一過性の異常とを切り分けできたとしても、前記有事の際は、同じ異常が繰り返し発生する可能性があり、復帰後、比較的短い時間の所定時間が経過すると手動による解除ができないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、センサ異常の検出回数をカウントし、検出回数と所定回数とを比較して、所定回数未満であればセンサ異常解除入力が無くても手動操作による復帰操作で復旧することを可能としたガス遮断装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のガス遮断装置は、ガスの流れを開閉する遮断弁と、前記遮断弁の開閉駆動を行う遮断弁駆動手段と、流量センサと該流量センサの信号から流量を演算する流量算出手段とを有する流量計測手段と、前記流量センサの異常判定を行い、異常成立時には遮断信号を出力するセンサ異常判定手段と、手動操作によって前記遮断弁を閉状態から開状態に復旧させる復帰信号を出力する手動復帰手段と、所定の電文を通信することによって前記遮断弁を閉状態から開状態に復旧させる復帰信号を出力する遠隔復帰手段と、前記センサ異常判定手段により検出されたセンサ異常成立回数をカウントするセンサ異常回数カウント手段と、前記センサ異常回数カウント手段のカウント値と予め設定された所定のセンサ異常判定回数とを比較するセンサ異常回数判定手段と、前記センサ異常回数判定手段により、前記手動復帰手段による復帰と、前記遠隔復帰手段による復帰とを切り換える復旧方法決定手段と、を備え、前記復旧方法決定手段は、前記センサ異常成立回数が前記センサ異常判定回数未満の場合は前記手動復帰手段による復帰を選択し、センサ異常成立回数が前記センサ異常判定回数以上の場合は前記遠隔復帰手段による復帰を選択するようにしたものである。

これによって、前記センサ異常判定手段がセンサ異常を判定すると、前記センサ異常回数カウント手段によって判定回数をカウントし、所定のセンサ異常判定回数と比較を行う。そして、センサ異常判定回数のカウント値がセンサ異常判定回数未満であれば、復帰方法決定手段に手動復帰手段による復帰が可能となり、所定のセンサ異常判定回数までは、繰り返しセンサ異常を手動操作で復帰することが可能となる。

また、センサ異常判定回数のカウント値がセンサ異常判定回数以上であれば、復帰方法決定手段の手動復帰手段による復帰が不可能となり、手動操作で復帰できなくなる。この時、復帰は遠隔復帰手段によって行われ、誤って現場で手動操作されることが無くなる。

また、本発明のガス遮断装置は、前記センサ異常回数カウント手段によってカウントしたセンサ異常成立回数は、予め設定された所定期間が経過する毎にクリアするセンサ異常成立回数クリア手段により定期的にクリアするようにしたものである。

これによって、所定期間が経過するとセンサ異常成立回数クリア手段がセンサ異常回数カウントをクリアでき、長い期間で間欠的にセンサ異常が判定され、センサ異常回数がカウントさても、所定のセンサ異常判定回数以上になることを防止できる。

本発明のガス遮断装置は、センサ異常の発生でガスを遮断し安全性を確保するとともに、センサや計測回路が物理的に破損または故障しているような永続的なものと、一過性の異常な流量信号に基づくセンサ異常の判定を行い、所定期間に所定回数未満であれば手動操作によって復旧でき、地震や大災害など有事の際に応急的な復旧が可能となり利便性を向上させることができる。

また、前記センサ異常が所定期間に所定回数以上発生する場合は、設定器や公衆回線を用いた通信電文によってのみ復旧することで、地震や大災害など有事の際に多発するセンサ異常がある場合の安全性を向上することができる。

また、所定期間が経過する毎に、センサ異常判定回数カウント値をクリアするので、長い期間で間欠的に判定するセンサ異常によりセンサ異常判定回数がカウントされても、手動復帰操作が行えるため、復旧方法の操作性を更に向上することができる。

本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置のブロック図 本発明の実施の形態２におけるガス遮断装置のブロック図 従来のガス遮断装置のブロック図 従来のガス遮断装置のセンサ異常解除のタイムチャート 受信波形を示す波形図

第１の発明は、ガスの流れを開閉する遮断弁と、前記遮断弁の開閉駆動を行う遮断弁駆動手段と、流量センサと該流量センサの信号から流量を演算する流量算出手段とを有する流量計測手段と、前記流量センサの異常判定を行い、異常成立時には遮断信号を出力するセンサ異常判定手段と、手動操作によって前記遮断弁を閉状態から開状態に復旧させる復帰信号を出力する手動復帰手段と、所定の電文を通信することによって前記遮断弁を閉状態から開状態に復旧させる復帰信号を出力する遠隔復帰手段と、前記センサ異常判定手段により検出されたセンサ異常成立回数をカウントするセンサ異常回数カウント手段と、前記センサ異常回数カウント手段のカウント値と予め設定された所定のセンサ異常判定回数とを比較するセンサ異常回数判定手段と、前記センサ異常回数判定手段により、前記手動復帰手段による復帰と、前記遠隔復帰手段による復帰とを切り換える復旧方法決定手段と、を備え、前記復旧方法決定手段は、前記センサ異常成立回数が前記センサ異常判定回数未満の場合は前記手動復帰手段による復帰を選択し、センサ異常成立回数が前記センサ異常判定回数以上の場合は前記遠隔復帰手段による復帰を選択することにより、前記センサ異常判定手段がセンサ異常を判定すると、前記センサ異常回数カウント手段によって判定回数をカウントし、所定のセンサ異常判定回数と比較を行う。そして、センサ異常判定回数のカウント値がセンサ異常判定回数未満であれば、復帰方法決定手段に手動復帰手段による復帰が可能となり、所定のセンサ異常判定回数までは、繰り返しセンサ異常を手動操作で復帰することが可能となり、有事における復旧操作の操作性を向上することができる。

また、センサ異常判定回数のカウント値がセンサ異常判定回数以上であれば、復帰方法決定手段の手動復帰手段による復帰が不可能となり、復帰方法は遠隔復帰手段によって行われるので、誤って手動操作で復帰することが無くなり、センサ異常が所定期間内に所定回数以上繰り返されるときの安全性を向上することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明のセンサ異常回数カウント手段によってカウントしたセンサ異常成立回数を、予め設定された所定期間が経過する毎にクリアするセンサ異常成立回数クリア手段により定期的にクリアすることにより、長い期間で間欠的に判定するセンサ異常によりセンサ異常判定回数がカウントされても、手動復帰操作が行えるため、復旧方法の操作性を更に向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるガス遮断装置のブロック図を示すものである。

図１において、流量計測手段２は、流量に応じた信号を出力する流量センサ２ａと流量センサ２ａの出力信号から流量を算出する流量算出手段２ｂから構成されている。また、流量計測異常判定手段４は、流量算出手段２ｂからの流量を基に異常の有無を判断し、異常があれば遮断弁駆動手段５により、遮断弁１を駆動して流路３を遮断する機能を有する。なお、流量センサ２ａは、従来例で示した超音波センサを用いた超音波方式を利用している。

また、復旧方法決定手段１０は、センサ異常回数判定手段７によるセンサ異常回数カウント手段８とセンサ異常判定回数９とを比較した結果によって、ガス遮断装置に設けた復帰スイッチ等の手動操作により遮断弁の復帰、即ち開弁を行う手動復帰手段１１、或いは、管理センタ（図示せず）からの通信により遠隔から遮断弁の復帰指示を行う遠隔復帰手段１２のどちらかで復帰させるように構成されている。

以上のように構成されたガス遮断装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、センサ異常判定手段６は、流量計測手段２の流量センサ２ａの計測値を受けてセンサ異常を判定する。センサ異常判定手段６がセンサ異常を判定すると、センサ異常回数カウント手段８でセンサ異常回数がカウントされる。そして、センサ異常回数判定手段７により、センサ異常判定回数（例えば、２０回）と比較を行い、センサ異常判定回数未満か否かを判定し、復旧方法決定手段１０へ復旧指示を出力する。そして、復旧方法決定手段１０は、センサ異常回数カウントがセンサ異常判定回数より小さければ、手動復帰手段１１による復帰を可能とし、センサ異常回数カウントがセンサ異常判定回数以上であれば、遠隔復帰手段１２による復帰を可能とすることになる。

以上のように、本実施の形態においては、センサ異常回数カウント手段８がセンサ異常回数をカウントし、センサ異常回数判定手段７がセンサ異常回数カウント値とセンサ異常判定回数９とを比較して、センサ異常回数カウント値がセンサ異常判定回数９より小さければ、復旧方法決定手段１０により、手動復帰手段１１で復帰することになり、センサ異常が繰り返し判定されても、手動復帰を継続することができるので、復旧作業の操作性を向上することができる。

また、センサ異常回数カウント値がセンサ異常判定回数９以上であれば、復旧方法決定手段１０により、遠隔復帰手段１２で復帰することになり、センサ異常が繰り返し判定されても、センサ異常判定回数９以上になれば、手動復帰を禁止することができ、遮断状態が保持でき安全性を向上することができる。

また、本実施の形態では手動復帰手段１１と遠隔復帰手段１２との２択としているが、所定の特殊な操作を行って復帰させる構成とするなど、複数の復帰手段を設けることも可能であり、特殊操作を行う必要があるが手動操作によって復旧することが可能となり、操作性を損なうことなく使用することもできる。

なお、本願において、流量センサ２ａは、従来例で示した超音波センサを用いた超音波方式を利用しているが、他に、サーマルセンサやフルイディック方式におけるセンサについても同様に利用することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態のガス遮断装置のブロック図である。

図２において、センサ異常回数カウント手段８のセンサ異常回数のカウント値は、センサ異常成立回数クリア手段１３によって、所定期間毎にクリアする構成としている。

以上のように構成されたガス遮断装置について、以下その動作、作用を図１との相違点のみ説明する。

先ず、センサ異常成立回数クリア手段１３は、所定時間（例えば、３０日）毎にセンサ異常回数カウント手段８にクリア信号Ａを指示する。そして、センサ異常回数カウント手段８は、クリア信号Ａにより回数カウントをクリアする。（例えば、増加カウンタの場合、カウント値をゼロにする。）
以上のように、本実施の形態においては、センサ異常成立回数クリア手段１３がセンサ異常回数カウント手段８におけるセンサ異常の回数カウント値をクリアするので、長い期間で蓄積するセンサ異常の回数カウント値によって、復旧方法が手動復帰手段では無くなることを防止でき、復旧方法の操作性を損なうことなく使用することができる。

なお、大災害など有事の場合、短い期間（例えば、３０日内）に繰り返し判定するセンサ異常の場合は、この回数カウント値がクリアされず、センサ異常回数カウント手段８における回数カウント値がセンサ異常判定回数９以上になれば、手動復帰手段による復帰操作を禁止して、遮断状態を保持することができ、安全性を確保することができる。

以上のように、本発明にかかるガス遮断装置は、以上のように、本発明にかかるガス遮断装置は、センサ異常を検出して閉弁し、手動操作によって復旧することで、復旧時の操作性、作業性を向上することができるので、ガスに限らず気体の漏れを検出する方式にも適応できる。

１ 遮断弁
２ 流量計測手段
２ａ 流量センサ
２ｂ 流量算出手段
４ 流量計測異常判定手段
５ 遮断弁駆動手段
６ センサ異常判定手段
７ センサ異常回数判定手段
８ センサ異常回数カウント手段
９ センサ異常判定回数
１０ 復旧方法決定手段
１１ 手動復帰手段
１２ 遠隔復帰手段
１３ センサ異常成立回数クリア手段

Claims (3)

1. ガスの流れを開閉する遮断弁と、
   前記遮断弁の開閉駆動を行う遮断弁駆動手段と、
   流量センサと該流量センサの信号から流量を演算する流量算出手段とを有する流量計測手段と、
   前記流量センサの異常判定を行い、異常成立時には遮断信号を出力するセンサ異常判定手段と、
   手動操作によって前記遮断弁を閉状態から開状態に復旧させる復帰信号を出力する手動復帰手段と、
   所定の電文を通信することによって前記遮断弁を閉状態から開状態に復旧させる復帰信号を出力する遠隔復帰手段と、
   前記センサ異常判定手段により検出されたセンサ異常成立回数をカウントするセンサ異常回数カウント手段と、
   前記センサ異常回数カウント手段のカウント値と予め設定された所定のセンサ異常判定回数とを比較するセンサ異常回数判定手段と、
   前記センサ異常回数判定手段により、前記手動復帰手段による復帰と、前記遠隔復帰手段による復帰とを切り換える復旧方法決定手段と、を備え、
   前記復旧方法決定手段は、前記センサ異常成立回数が前記センサ異常判定回数未満の場合は前記手動復帰手段による復帰を選択し、センサ異常成立回数が前記センサ異常判定回数以上の場合は前記遠隔復帰手段による復帰を選択するガス遮断装置。
2. 前記センサ異常回数カウント手段によってカウントしたセンサ異常成立回数は、予め設定された所定期間が経過する毎にクリアするセンサ異常成立回数クリア手段により定期的にクリアする請求項１のガス遮断装置。
3. 請求項１または２に記載のガス遮断装置のうち前記遮断弁を除いた前記手段として、コンピュータを機能させるプログラム。

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